惠州云梯车    云梯车调速器高速开关阀是将电能转换成磁能，再将磁能转换成机械能的一种装置   惠州云梯车, 惠州云梯车出租, 惠州云梯车公司   它是实现电能—磁能—机械能之间的转换。本章通过MSMA高速开关阀驱动器磁路和样机平台的搭建，对样机的性能进行测试，研究线圈匝数、电流大小对磁场强度和阀芯位移的影响规律，通过对磁场与电流之间的关系测试结果与仿真值之间展开对比分析，分析其产生偏差的原因。再对阀芯的位移量和样机流量输出大小进行测试，测试的数据通过Origin8.0软件绘图处理，对测试结果曲线进行分析，进而了解样机的性能。

    样机测试平台的搭建,  测试平台首先需要将磁场搭建并测试成功，这对后面MSMA驱动的形变量大小影响很大，因此，第一步是磁场的搭建。磁路中所需的励磁铁芯是由30片1mm厚的硅钢片层叠而成，使用这种组装方式的励磁铁芯结构有利于降低涡流损耗，线圈是由聚酰亚脂的铜芯漆包线绕成，可以加载几安培的电流。经过对磁路各零部件的设计、加工及组装。图中高速开关阀主要分为磁路与阀体两个部分，它的工作过程是：磁路通电后产生磁场使MSMA棒材产生形变形成驱动力，MSMA棒材所产生的驱动力驱动阀体中的推杆带动阀芯运动，再通过回复弹簧使MSMA棒材恢复到初始状态，如此往复运动，从而实现阀体两位三通的功能。在试验平台的搭建中，需要相关的测试仪器作为实验支撑，这里主要介绍实验所需几种主要的相关仪器：直流电源分析仪、数显推拉力计、混合信号示波器、四路时间继电器、激光测微仪和特斯拉计，实验前期所需要的一些辅助设备本文将不做介绍。所搭建的实验平台框架如图5.3所示。由于MSMA棒材输出的位移量为毫米级，因此能够实现云梯车调速器高速开关阀的精确控制。为了试验能够安全有效的进行，特选用Keysight公司生产的N6705B型号的直流电源分析仪。该仪器分为四个供电模块，每个供电模块的参数不同，可以满足四种不同的设备所需相应的电源，本实验中1号模块主要是给磁路部分提供直流电源，2号模块是为四路时间继电器提供电源。直流电源分析仪如图5.4所示。四路时间继电器主要是控制磁路的通电开关时间，通过在电脑上设定既定的时间程序再烧录到继电器中，它所需的工作电源来自于直流电源分析仪。

    数显推拉力计的作用是测量MSMA棒材在磁场的作用下形变所产生驱动力的大小，数显推拉力计上与样机连接，下与电脑连接，测量MSMA驱动力可以在实验前期进行，因为它只需磁路驱动部分以及MSMA棒材固定部分，不需要样机阀体部分，测量时再经过电脑与数显推拉力计相应的软件将所测得的数据进行记录和收集，收集后的数据通过Origin8.0曲线绘制软件进行数据分析。  激光测微仪主要是测量实验样机中阀芯的输出位移量，该仪器分别与电脑和混合信号示波器连接，电脑可以收集实验测得的数据，通过Origin8.0软件对采集的数据进行绘图分析，混合信号示波器可以实时看到位移波形图。  混合信号示波器连接激光测微仪，将激光测微仪测得的位移量输入到混合信号示波器中，从而在示波器中产生波形图，阀芯的位移量显示也就更加直观。

    磁场测试及分析,  磁场强度的大小受影响的因素有很多，例如，电流、匝数、线圈材料、结构缺陷等，其中主要是受电流和匝数影响最大，实际测量值与理论值会有一定的偏差。因此，在样机实验测试平台搭建时，应测量和调整好磁路的磁场强度大小。磁场强度的大小需要特斯拉计进行测量，测量前应将特斯拉计进行校正，测量时，应将特斯拉计前端的霍尔元件垂直放在励磁铁芯的气隙处，使被测磁场的磁力线方向垂直穿过手持特斯拉计前端的霍尔元件。此时，由于励磁铁芯所绕的线圈匝数是固定的，因此，只能改变电流的大小实现磁场强度大小的改变，通过不断地测试和数据整理，可以通过origin8.0软件进行曲线绘制。电流相同时，线圈匝数越多，磁场强度也就越大，当线圈匝数为720匝，电流大小为3A时，磁场强度可达到0.58T，磁场强度大小可以达到MSMA棒材材料形变参数的要求。由于结构设计中会存在一定的缺陷，磁场强度的理论值应大于实验值。由第四章仿真分析可计算出磁场强度与电流之间的仿真值。 实验值小于仿真值，这是由于在实际的测量中不仅有结构设计上的一些缺陷，还有设备和环境等因素的影响。由于材料的缺陷，铁芯组装时会有少量的气隙存在，从而导致导磁率不足,有部分磁通因此会泄露到铁芯材料表面上空，通过空气绕过缺陷部分重新进入到铁芯材料里面，这些磁通就形成了漏磁场，因此，综合这些因素就导致实际的测得值小于理论值。在平台测试中应调整好电流大小和线圈匝数，后续实验中将这些因素进行改善和优化。图中实验值磁场强度与电流的关系曲线跟仿真值的曲线同样呈现上升趋势，因为在相同匝数下，磁场强度会随着电流的增大而增大。

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    阀芯位移测试及分析,  由于云梯车调速器高速开关阀的阀芯位移量与所施加的磁场强度有关，而磁场强度与通入的电流大小有关，因此，本节对试验样机在线圈匝数为720匝时不同的激励电流下的阀芯输出位移量进行测试。实验中采用激光测微仪对阀芯的位移量进行测量，分别通过电脑和示波器对位移量的数据进行收集及波形显示，从而分析各种量之间的关系，为后续的云梯车调速器高速开关阀的流量调节研究提供坚实的基础。通过直流电源分析仪和四路时间继电器为磁路通入直流电流，由于回复弹簧的作用，波形不会呈现为标准的方波，经过改变四路时间继电器的程序控制磁路电流的通断，从而控制阀芯的位移。在程序中设置频率为200Hz，通入不同大小的直流电流后就会产生50不同大小的位移输出曲线，取出其中几个不同电流大小的波形图。线圈为720匝，电流为1-2.5A时，电流越大，阀芯动作的位移量也就越大，当电流为2.5A时，阀芯位移量为0.46mm。接下来再对线圈匝数为360匝和480匝时不同激励电流下的阀芯输出位移量进行测试，在相同电流下将不同匝数的阀芯输出位移量的数据进行采集整理，数据经过Origin8.0软件处理得到对比曲线，360匝、480匝和720匝数下电流与位移输出曲线关系。电流大小在1A-3A时，相同大小的电流下，线圈匝数越多，阀芯的位移量就越大，当电流为3A，线圈匝数为720匝时，磁场强度大小为0.58T，阀芯位移量为0.56mm。由MSMA合金出厂性能参数资料可知，磁控合金在磁场强度大于0.6T时，合金形变量形变量非常小，阀芯位移量几乎不受电流大小和线圈多少的影响。阀芯的位移量目前还达不到第四章参数设置的要求，这可能是所选的加工厂机械加工工艺还满足不了这种精密仪器的加工要求，还有材料的特性在组装后也会受到一定的影响，在实际的测量中不仅有结构设计上的一些缺陷，还有设备和环境等因素的影响，综合各方面的因素分析，阀芯位移量比理论值要小。因此，后续实验中还需对阀体结构做进一步的优化和改进。

   流量测试MSMA材料在磁场的作用下响应时间很短，所以高速开关阀的响应速度很快，由于实验条件的限制，本文只测量半个周期的流量输出特性，即MSMA工作状态下的流量输出曲线，经过实验测量，流量输出特性曲线。高速开关阀的输出流量总体上很平缓，没有较大的波动，在时间小于15ms内的流量输出有点波动，15ms之后波动才会消失达到稳定.分析其原因是由于本文研究采用的是矿物质液压油，因为矿物质液压油的粘度较大，因而就会产生粘滞效应，且阀芯用的是高铬碳钢，有一定的质量，因此阀芯本身也就有一定的惯性，所以也就导致了流量在15ms之后才能稳定下来。

   实验样机平台的搭建和样机性能测试。首先，搭建了样机试验平台，样机试验平台主要是由直流电源分析仪、四路时间继电器、激光测微仪、混合信号示波器、特斯拉计、数显推拉力计及电脑等仪器设备搭建而成；其次，对磁场强度大小进行了测试，在相同线圈匝数和电流大小下，仿真值的磁场强度大小大于实验值的磁场强度大小。在固定的频率和相同线圈匝数下，电流大小为0-4A时，阀芯的位移量会随着电流的增大而增加，当电流为3A，线圈匝数为720匝时，磁场强度大小为0.58T，阀芯位移量为056mm。测得的结果与预期的结果有一定的差距，这是由于高速开关阀受外界因素影响很多，且自身结构和材料也有一定的缺陷，加工工艺不够高，因此测得的结果会有偏差；最后，将样机的流量输出性能进行了测试，由于实验条件的限制，流量输出特性只测得半个周期，流量输出曲线在0-0.01s时有些波动，这是由于矿物质液压油的粘滞效应和阀芯自身惯性的影响产生的。

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